叶片锻模曲面数控加工程序编制.pdf

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1、工艺与检测Technore0yandTest叶片锻模曲面数控加工程序编制于超郭建烨李景奎(沈阳航空工业学院，辽宁沈阳110136)摘要：某设备搅拌桨叶片型面的锻模曲面是可以用数学方程描述的解析曲面。介绍了用球头铣刀加工该曲面3轴行切程序的手工编制过程，包括工艺处理、数学处理和程序结构。关键词：解析曲面球头铣刀三轴联动BladeForgingDieSurfaceNCPr0grammingYUChao，GUOJianye，LIJingkui(ShenyangInstituteofAeronauticalEngineering，Shenyang11013

2、6，CHN)Abstract：Theforgingdiesurfaceprocessingsomeequipmentmixingbladeisananalyticsurfacewhichcanbede·scribedbymathematicalequations．ThispaperintroducestheNCprogrammingmethodofthree——axislinkageline—cuttingprogrammachiningthesurface，includingprocesshandlingandmathprocessingandp

3、rogramstructure．Keywords：AnalyticSurface；Ball-endMillingCutter；Three-axisLinkage2．1确定编程原点l锻模曲面工件坐标系如图1所示。用试切法对刀，工件毛图1为加工某设备搅拌桨叶片型面的锻模曲面示坯如图1细线所示，以毛坯上表面左侧棱边中心为对意图，曲面方程为z=ay／x，其中0=42．5／rr=13．535，刀点。对刀方法如下：用球头铣刀的圆周刃分别试切加工范围∈[30，108]，Y∈[-30，30]。工件材料为毛坯的前面和后面，得到的两个Y坐标取平均值即为Crl2，单件生

4、产。对刀点在机床坐标系中的Y坐标值；用球头铣刀的圆周刃试切毛坯左侧面，得到的坐标值加上铣刀半径即为对刀点在机床坐标系中的坐标值；用铣刀球头试切毛坯上表面得到的坐标值(球心为刀位点)即为对刀点在机床坐标系中的z坐标值；至此，对刀点在机床坐标系中的坐标值为已知数。现在假设曲面的最高点(X30，Y30，Z13．535)与毛坯上表面等高(如图1所示)，如果将刀具移动到对刀点上方10mm处，则设置工件坐标系指令为G92X30．Y0Z23．535。需要注意的是，加工过程是逐层切削的，要搞清起刀点z向距上表面高度值与切削深度的关系。图1搅拌桨锻模曲面示意图2．2

5、确定加工方法和走刀路线用XA5032AK数控铣床加工曲面，在加工曲面之刀具选用半径为5mm的整体硬质合金球头立铣前，上表面已加工完毕。选用半径为5mm的球头铣刀，刀具型号为F4AL1000ADN30(齿数4，直径10刀，3轴加工。mm，直柄，螺旋角30。)。主轴转速选择2000r／min(圆周最大切削速度约为63m／rain)，进给速度为2002工艺处理mm／min(每转进给量为0．1ram／r)。由于是单件生产，工件装夹在铣床用平口台虎钳由曲面方程可知，当为一定值时，与Y是线性匕。函数关系。为了编程方便，行循环选在轴方向，考虑uIu_平n010g

6、yand工艺与检潮到加工后的表面粗糙度，精铣时行距选为0．5mill，步#l：30；{X轴起点坐标WHILE[#lLE108]DO1；行循环开始长选为1mm。首先令=30(第1行)，考虑到切入}f2=一37；Y轴起点坐标段，刀具要避让开工件，Y取一37。这样切人点(第1个WHILE[舵LE37]DO2；}步循环开始．节点)为(X30，y-37)，Y坐标依次增加步长直到37，第#3=13．535#2／#1；计算z坐标值一行切削完毕，抬刀，回到第一行起点(第1个节点)槲=#3／#1；X偏导式(2)的上方。坐标加一个行距，切削第2行，以此类推，：一13．

7、535／#1；Y偏导，式(3)柏=SQRT(槲$+箱}+1)；女模，式(4)依次铣削完整个曲面。对于每一行都是从Y的负值处婀=槲／柏；方向余弦COSO~，式(5)开始向正值方向铣削，是为了每一行都是顺铣。=I}8：／拍；}方向余弦co与B，式(6)=1／#6；{方向余弦cosT，式(7)3数学处理#10=#1+O胛；}球心X值，式(8)三坐标联动加工曲面，不能使用刀偏指令，要用球#11=舵+#3O鹩；}球心Y值，式(9)心轨迹编程。球头刀的中心要落在上述各个节点处曲#12=#3+#3O棚；}球心Z值，式(10)GO1X#10Y#11Z#12F200

8、．；}工进面的法线上，并且与该节点距离为球头半径5mm。由抛=+1；Y加1得下一节点Y值空间解析几何与向量代数可知，在各个